【題目】據(jù)2017年5月報道,我國第一個掌握可燃冰連續(xù)開采技術,可燃冰的主要成分是甲烷,甲烷既是清潔燃料,也是重要的化工原料。
(1)甲烷和二氧化碳重整制合成氣對溫室氣體的治理具有重大意義。
已知:CH4(g)+CO2(g)= 2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247.3 kJ·mol-1
CH4(g)=C(s)+2H2(g) ΔH=+75 kJ·mol-1
①反應2CO(g)===C(s)+CO2(g) ΔH=________ kJ·mol-1。
②合成甲醇的主要反應:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) ΔH=-90.8 kJ·mol-1,T ℃時此反應的平衡常數(shù)為160。此溫度下,在密閉容器中開始只充入CO、H2,反應到某時刻測得各組分的濃度如下:
物質(zhì) | H2 | CO | CH3OH |
濃度/mol·L-1 | 0.20 | 0.10 | 0.40 |
比較此時正、逆反應速率的大。v正________ v逆(填“>”、“<”或“=”)。
③在一固定容積的密閉容器中發(fā)生反應2H2(g)+CO(g)CH3OH(g),若要提高CO的轉(zhuǎn)化率,則可以采取的措施是________(填字母)。
a.升溫 b.加催化劑 c.增加CO的濃度 d.加入H2加壓e.加惰性氣體f.分離出甲醇
(2)以甲烷為燃料的新型電池的成本大大低于以氫為燃料的傳統(tǒng)燃料電池,下圖是目前研究較多的一類固體氧化物燃料電池的工作原理示意圖。
①A極為電池的______極,B電極的反應式為___________。
②若用該燃料電池作電源,用石墨作電極電解100 mL 1 mol·L-1的硫酸銅溶液,當兩極收集到的氣體體積相等時,理論上消耗甲烷的體積為______________(標況下)。
【答案】 -172.3 > df 正 CH4+4O2--8e-===CO2+2H2O 1.12 L
【解析】(1)①已知:ⅰ、CH4(g)+CO2(g)= 2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247.3 kJ·mol-1
ⅱ、CH4(g)=C(s)+2H2(g) ΔH=+75 kJ·mol-1
根據(jù)蓋斯定律可知ⅱ-ⅰ即得到2CO(g)=C(s)+CO2(g)ΔH=+75 kJ·mol-1-247.3 kJ·mol-1 =-172.3 kJ·mol-1。
②該時刻下濃度熵=<K=160,所以平衡正向移動,v(正)>v(逆)。
③升高溫度,平衡向逆反應方向移動,CO的轉(zhuǎn)化率減小;使用催化劑,平衡不移動,CO的轉(zhuǎn)化率不變;增加CO的濃度,CO的轉(zhuǎn)化率減;加入H2加壓,平衡向正反應方向進行,CO的轉(zhuǎn)化率增大;加入惰性氣體,平衡不移動,CO的轉(zhuǎn)化率不變;分離出甲醇,平衡向正反應方向進行,CO的轉(zhuǎn)化率增大;答案選df;
(2)①B極通入的氣體是甲烷,甲烷發(fā)生氧化反應,故B極是電池的負極,A是正極。電池總反應為CH4+2O2=CO2+2H2O,因為電解質(zhì)是固體氧化物,所以正極O2發(fā)生還原反應生成O2-,電極反應式為O2+4e-=2O2-,用總方程式減去正極反應式即得負極反應式 CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O。②電解CuSO4溶液時,陰極生成Cu,陽極生成O2。當Cu2+被電解完之后,水電離產(chǎn)生的H+即被還原為H2。0.1 mol Cu2+被還原時,陽極生成0.05 mol O2,此后再電解0.1 mol H2O時,生成0.1 mol H2和0.05 mol O2,兩極收集到的氣體體積相等。電路中一共轉(zhuǎn)移0.4 mol電子,需要CH4的物質(zhì)的量為0.4 mol/8 =0.05 mol,標準狀況下V(CH4)=1.12 L。
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【題目】某物質(zhì)經(jīng)分析后,只含一種元素,此物質(zhì)
A.一定是純凈物 B.一定是一種單質(zhì)
C.一定是混合物 D.可能是純凈物或混合物
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【題目】在標準狀況下,將5.6g鐵和4.6g鈉分別與100m L 1mol/L的鹽酸反應 ,則放出H2的體積( )
A. 鐵的多 B. 鈉的多 C. 鐵和鈉放出一樣多 D. 無法比較
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【題目】甲乙兩實驗小組同學對鐵及其化合物的性質(zhì)進行如下探究:
I.甲組同學利用如圖裝置探究過量鐵粉與濃H2SO4反應產(chǎn)生的氣體成分。
(1)組裝好實驗儀器后,接下來的實驗操作是____________________;
(2)B中觀察到品紅溶液褪色,D中收集到VmL水,說明A中反應產(chǎn)生氣體的成分
是______________________。
II.乙組同學對反應后圓底燒瓶溶液中所含金屬離子進行探究。
(3)鐵與濃H2SO4的反應過程中必有Fe3+生成。取適量反應后的溶液,加入少量KSCN溶液,不變紅色。原因是_______________(用離子方程式表示)。
(4)取適量反應后的溶液,加人少量酸性高錳酸鉀溶液,溶液褪色。該反應原理的離子方程式為 _______________________。
(5)取少量反應后的溶液,先滴加少量新制氯水,再滴加KSCN溶液,呈現(xiàn)血紅色,繼續(xù)滴加過量新制氯水,紅色褪去。
①分析其可能的原因是:
A.溶液中Fe3+被氧化成更髙價;
B.____________________________;
C.______________________。
②請選用下列合適的化學試劑,驗證結(jié)論A是否正確。0.lmol/L FeCl3溶液、lmol/L FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水、一定濃度的H2O2溶液。
操作、現(xiàn)象及相關結(jié)論為_______________________。
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【題目】用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值。下列敘述中不正確的是
A. 分子總數(shù)為NA的NO2和CO2混合氣體中含有的氧原子數(shù)為2NA。
B. 相同物質(zhì)的量的NO與NO2含有氮原子數(shù)相同。
C. 100g質(zhì)量分數(shù)為98%的濃H2SO4中所含氧原子數(shù)為4NA。
D. 標況下,5.6LCH4含有的分子數(shù)為0.25NA
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【題目】生活和生產(chǎn)中常用到膠體的性質(zhì),請看下述四例:
(1)做實驗時,手指不慎被玻璃劃破,可從急救箱中取氯化鐵溶液應急止血,其原理是 。
(2)在陶瓷工業(yè)上常遇到因陶土里混有氧化鐵而影響產(chǎn)品質(zhì)量。解決方法之一是把這些陶土和水一起攪拌,使微粒直徑在10-9~10-7 m之間,然后插入兩根電極,再接通直流電源。這時陽極聚集陶土膠粒,陰極聚集氧化鐵膠粒,理由是 。
(3)實驗室里制取氫氧化鐵膠體利用了水解原理,用氯化鐵制取氫氧化鐵膠體的化學反應方程式為:____________,制備時將飽和的FeCl3溶液滴入沸水中,選用沸水的原因是:____________。
(4)四氧化三鐵在強堿性溶液中與次氯酸鹽反應,生成高鐵酸鹽(),有強氧化性,可以殺菌消毒。高鐵酸鹽還有凈化水的作用,能凈化水的原因是 。
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【題目】鎂粉在焰火、閃光粉、鞭炮中是不可缺少的原料。工業(yè)制造鎂粉是將鎂蒸氣在某種氣體中冷卻,下列可作為冷卻的氣體是
A. Ar B. N2 C. 空氣 D. CO2
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【題目】要證明某溶液中不含有Fe3+而可能含有Fe2+,進行如下實驗操作時最佳順序為( )
①加入足量氯水 ②加入足量KMnO4溶液、奂尤肷倭KSCN溶液
A. ①③ B. ②③
C. ③① D. ①②③
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